Messen mechanischer und geometrischer Größen

Lineal, Maßband: Meist im mm Auflösung

Messschieber: digitale Ausführungen teilweise Auflösung mit bis zu 0.01mm

Messschieber mit Nonius hat Auflösung von 0.1mm

Mikrometerschraube: Auflösung im µm-Bereich

Es wird eine Induktivitäts- oder Kapazitätsänderung messtechnisch erfasst.

-> Durch geometrie Änderung der L oder C Anordnung ändert sich der Widerstand

-> Es wird der Blindwiderstand gemessen

-> Messung mit beispielsweise einer Wechselstrombrücke im Ausschlagverfahren

-> Spule mit verschiebbarern Eisenkern

-> Durch das Eintauchen eines Weicheisenkernes verändert sich der Widerstand

-> Messtechnische Erfassung und Auswertung

-> Es gibt einen nichtlinearen Zusammenhang zwischen dem Weg s und der Induktivität L

-> Zwei getrennte Spulen mit gemeinsamen Eisenkern

-> Eisenkern in Mittelstellung in beiden Spulen gleich tief eingedrungen

-> Verschieben aus der Mittellage führt zu einer Änderung beider Induktivitäten

-> Verschaltung in einer Halbbrücke bringt lineare Kennlinie mit konstanter Empfindlichkeit

-> Spule befindet sich auf Schenkel eines U-förmigen Kernes

-> Schließen des magnetischen Kreises mit Queranker im Abstand s

-> durch Veränderung von s ändert sich die Induktivität

-> kleine Wegstrecken messbar

-> kann auch wieder in differentialer Ausführung ausgeführt werden

-> Kapazität ist umgekehrt proportional zum Plattenabstand

-> Empfindlichkeit groß bei kleinen Abständen

-> es wirkt immer nur die gemeinsame Plattenfläche

-> Bauform als Zylinderkondensator mit beweglicher Mittelelektrode

-> Geschichtetes Dielektrikum (a)

-> Serienschaltung von C

-> Dielektrikum mit variabler Eintauchtiefe

-> Parallelschaltung von C

Kapazität:

-> Messbereich von µm bis m

-> kontaktloses verschleißfreies Messen von Längen

-> meist kleinere Stellgrößen

-> kleinere Ausgangssignale

-> robuster und größerer Temperatureinsatzbereich

Induktiv:

-> Meist größere Stellkräfte

-> größere Ausgangssignale

-> gesamter Messweg wird in mehrere gleich große Intervalle unterteilt (Breite = Auflösung)

-> Mit zwei Empfängern ist eine Richtungserfassung möglich

-> Große Messstrecken mit sehr hoher Auflösung möglich

-> Berührungslose Abstands- und Längenmessung im Nahbereich

-> Laser wird auf Messobjekt fokusiert und der Punkt mit einem lichtempfindlichen Detektor (bspw. CCD Zeile) betrachtet

-> Laserstrahl wird an halbdurchlässigen Spiegel aufgeteilt

-> beide Strahlen werden reflektiert, ein Reflektor feststehend, einer beweglich (Messobjekt)

-> Reflexion beider Strahlen werden überlagert

-> Inteferenzmuster am Empfänger liefert Information über Wegänderung

-> Sehr hohe Auflösung möglich (nm)

-> Ultraschall wird an Grenzflächen stark reflektiert

-> Abstandmessung durch Laufzeitmessung

-> piezoelektrischer und inverser piezoelektrischer Effekt ermöglichen 1 Bauteil als Sende rund Empfänger

Es wird die Dehnung gemessen. Daraus lassen sich abgeleitete Größen messen wie:

-> Kraft

-> Masse

-> Druck

-> Länge

-> Drehmoment

-> Streckung oder Dehnung eines metallischen Leiters

-> Veränderung des Widerstandes aufgrund der Geometrieänderung

-> Piezoresistiver Effekt: Durch mechanische Beanspruchung verändert sich der spezifische Widerstand

-> Stark temperaturabhängig

-> Nicht-lineare Kennlinie

-> Kleber muss Dehnung gut übertragen

-> Temperaturabhängigkeiten minimieren

-> Halb-/Vollrücke

-> Referenz-DMS bei selber Temperatur ohne Dehnung

-> Selbstkompensierende DMS

-> Bei elastischer Verformung tritt aufgrund der Verschiebung der Ladungsschwerpunkte eine elektrische Spannung an den Kontaktierungen auf.

-> Ohne Krafteinwirkung ist dieser elektrisch neutral

Magentoelastischer Effekt:

-> unter Krafteinwirkung verändert sich die Permeabilität des Materials

-> daraus folgt eine Induktiviätsänderung!

-> Geeignet für sehr hohe Belastungen (>1000N)

-> Nahezu weglose Messung

-> Meist induktive Anregung und Aufnahme der Schwingfrequenz meist kapazitiv

-> Prinzipiell Messung aller Größen welche auf Spannkraft zurückzuführen sind (Dehnung, Masse, Kraft, Druck, Temperatur…)

Verschiedene Möglichkeiten:

-> Induktive Wägezellen (zB Tauchanker)

-> DMS Wägezellen (DMS mit Verformungskörper)

-> Magnetoelastische Wägezelle

-> Hydraulische Wägezelle (Kompression einer Flüssigkeit mit Druckmessung)

-> Messung mit DMS: Torsionsspannung -> daraus Drehmoment

-> Messung der Drehzahl und die abgegebene Leistund an der Welle -> daraus dann Drehmoment

-> Induktive Kopplung an der Messstelle

-> durch Krafteinwirkung ändert sich die Permeabilität

-> Änderung der Induktivität kann gemessen werden

-> Messsignal proportional zum Drehmoment

-> Kopplung einer Blendscheibe mit einer rotierende Messwelle

-> Reflektierte/Durchgelassene Strahlung detektieren

-> Signalfrequenz proportional zur Drehzahl

Resolver:

-> gespeiste Rotorwicklung

-> zwischen zwei um 90° versetzten Statorwicklungen Spannung messen daraus Winkelmesung und damit Drehzahl bestimmen

Induktiver Impulsgeber:

-> Ferromagnetische Zahnrad induziert Spannung an der Empfangsspule

-> Frequenz der Spannung proportional zur Drehzahl

-> keine Hilfsenergie nötig